可见光通信系统中自适应滤波器的设计及FPGA实现

发布时间：2023-04-26 23:59

　　随着可见光通信的迅速发展,工程师不断追求更高的通信速率和更远的通信距离。这对可见光通信系统的设计提出了更高的要求,特别是室外可见光通信系统,其面临这更加复杂的通信环境和背景光噪声情况,这无疑使可见光通信系统的设计变的更加困难。室外可见光通信系统所面临的复杂背景光噪声极大地限制了光通信系统的性能,其背景光噪声主要包括太阳光噪声,各种人工光源噪声(白炽灯,荧光灯,发光二极管(LED)等)以及经过一次反射甚至二次反射所形成的噪声,诸多种类的背景光噪声会严重干扰信号光的传输甚至会使信号光湮没在噪声里,导致通信系统输出信噪比下降,降低通信系统的可靠性,因此可见光通信系统中的去燥算法具有非常高的实用性与研究价值。本文立足于实际的可见光通信系统,利用自适应滤波算法滤除光通信系统中的背景光噪声,完成了可见光通信系统中自适应滤波器的设计及FPGA实现,论文主要工作如下:1、研究自适应滤波器的相关理论,包括自适应滤波器的结构及其基本构成,维纳滤波器的实现及其最优解求解过程,自适应滤波算法的理论推导与相关算法的优缺点对比。其中自适应滤波算法包含最小均方误差(LMS)算法与最小二乘(RLS)算法两大类。2、针...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究发展状况
        1.2.1 编码去噪
        1.2.2 自适应滤波去噪
        1.2.3 其他去噪方式
    1.3 论文主要工作及结构安排
第二章 自适应滤波算法研究
    2.1 自适应滤波器的基本原理
        2.1.1 自适应滤波器概述
        2.1.2 代价函数
    2.2 维纳滤波器
    2.3 MSE曲面与最陡下降算法
    2.4 横向滤波算法
        2.4.1 最小均方(LMS)算法
        2.4.2 归一化最小均方(NLMS)算法
        2.4.3 递归最小二乘(RLS)算法
        2.4.4 核自适应滤波算法
    2.5 本章小结
第三章 可见光通信系统自适应滤波系统设计及仿真
    3.1 自适应滤波方案概述
    3.2 自适应滤波系统代价函数的确定
        3.2.1 PSK信号的最佳接收
        3.2.2 最大化星座点间隔
        3.2.3 代价函数改写
        3.2.4 关于自适应滤波器中相干载波特性探究
    3.3 滤波器算法性能对比与参数寻优
        3.3.1 LMS算法的性能仿真
        3.3.2 NLMS算法的性能仿真
        3.3.3 RLS算法的性能仿真
        3.3.4 算法性能对比
    3.4 本章小结
第四章 可见光通信系统中自适应滤波器的FPGA实现
    4.1 系统总体架构
    4.2 系统编码介绍
    4.3 星座点计算与期望信号构建模块
    4.4 FIR滤波器模块
    4.5 误差计算模块
    4.6 FIR滤波器系数更新模块
    4.7 滤波模式切换模块
    4.8 最终仿真结果
    4.9 系统资源占用分析
    4.10 本章小结
第五章 可见光通信系统中自适应滤波器设计的实验验证
    5.1 自适应滤波系统实验验证设计
    5.2 实验结果分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 展望
缩略语
参考文献
致谢
作者攻读硕士学位期间发表的学术论文目录



本文编号：3802450